СДАМ ГИА: РЕШУ ЕГЭ
Образовательный портал для подготовки к экзаменам
Физика
≡ физика
сайты - меню - вход - новости




Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание 6 № 5239

Массивный груз, подвешенный к потолку на пружине, совершает вертикальные свободные колебания. Пружина всё время остаётся растянутой. Как ведёт себя потенциальная энергия пружины, кинетическая энергия груза, его потенциальная энергия в поле тяжести, когда груз движется вверх от положения равновесия?

 

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

 

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

 

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой физической величины. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Потенциальная энергия

пружины

Кинетическая энергия

груза

Потенциальная энергия

груза в поле тяжести

Решение.

В положении равновесия скорость груза максимальна. Поэтому при движении вверх от положения равновесия, скорость груза уменьшается, а значит, уменьшается и кинетическая энергия.

Для вертикального маятника важно различать потенциальную энергию груза () и потенциальную энергию пружины Первая определяется изменением вертикальной координаты груза, вторая — деформацией пружины. При этом, поскольку в положении равновесия пружина растянута силой тяжести, действующей на груз, значение потенциальной энергии пружины в этом состоянии не обращается в нуль. Ясно, что при движении вверх, потенциальная энергия груза увеличивается. Пружина же, по условию, все время остается растянутой. Следовательно, когда груз двигается вверх, ее деформация уменьшается, а значит, уменьшается и потенциальная энергия пружины.

 

Ответ: 221.

 

Примечание.

При определении потенциальной энергии пружины нужно обратить внимание на тот факт, что она всё время растянута, и в положении равновесия потенциальная энергия пружины не равна нулю.

Источник: ЕГЭ по фи­зи­ке 06.06.2013. Ос­нов­ная волна. Урал. Ва­ри­ант 4.
Раздел кодификатора ФИПИ: 1.5.1 Гармонические колебания. Амплитуда и фаза колебаний. Кинематическое описание
Спрятать решение · ·
Гость 15.05.2014 00:53

Исходя из решения получается, что кинетическая энергия уменьшается и потенциальная тоже уменьшается. Хотя Общая механическая энергия должна оставаться неизменной ведь

Е мех. = Е к. + Е п.

Даже исходя из формулы понятно, что в этой колебательной системе Е мех. должна оставаться постоянной

Сергей Никифоров

Вы правы, закон сохранения энергии выполняется, но для данной системы важно учитывать, что потенциальная энергия складывается из двух составляющих: потенциальной энергии пружины и потенциальной энергии груза в поле силы тяжести.

Влада Глухова 02.02.2017 09:33

Здравствуйте, Вы пишите: "В положении равновесия скорость груза максимальна. Поэтому при движении вверх от положения равновесия, скорость груза уменьшается, а значит, уменьшается и кинетическая энергия", но ведь эти высказывания противоречат друг другу. Почему, если скорость максимальная достигается в положении равновесия и туда же двигается груз, то скорость уменьшается?

Антон

При движении вверх от положения равновесия груз удаляется от положения равновесия.